DE60024068T2

DE60024068T2 - Verdichter und verfahren zur schmierung des verdichters

Info

Publication number: DE60024068T2
Application number: DE60024068T
Authority: DE
Inventors: Toshiro Kariya-shi Fujii; Kazuo Kariya-shi Murakami; Yoshiyuki Kariya-shi Nakane; Kenichi Kariya-shi MORITA
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-11
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-12
Also published as: US20020159894A1; EP1162371A1; JP2001165048A; DE60024068D1; WO2001044660A1; US6582202B2; EP1162371A4; JP4026290B2; EP1162371B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kompressor für eine Fahrzeugklimaanlage und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Schmierung, bei dem Schmieröl zu Schmierzielzonen, wie z.B. dem Lager einer Antriebswelle und der Gleitfläche zwischen einem Kolben und einer Zylinderbohrung, zugeleitet wird.
Stand der Technik
Ein Kompressor, bei dem Schmieröl dem Lager einer Antriebswelle zugeleitet wird, wird beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 7-27047 beschrieben. Der in diesem Dokument beschriebene Kompressor ist ein Taumelscheibenkompressor, bei dem ein Kühlmittelgas, das in eine Auslasskammer ausgegeben wird, zu einem in einem Zylinderblock vorgesehenen Ölabscheider geleitet wird, wodurch das Schmieröl von dem Kühlmittelgas abgetrennt wird, und dann das abgetrennte Schmieröl zu dem Lager einer Antriebswelle über eine Ölzuführöffnung in dem Zylinderblock zur Schmierung geleitet wird.
Der wie oben beschrieben aufgebaute Kompressor leitet das von dem ausgegebenen Kühlmittel abgetrennte Öl dem Lager zur Schmierung zu, wobei die Druckdifferenz zwi schen dem Ölabscheider, der einen höheren Druck aufweist, und einer Antriebskammer, die einen niedrigeren Druck aufweist, verwendet wird, und führt dann das Öl zu der Antriebskammer zurück. Wenn der Durchmesser der Ölzuführöffnung in dem Zylinderblock zu groß ist, tritt entsprechend ausgegebenes Kühlmittel aus, wodurch eine Leistungsminderung bewirkt wird, und ein Austreten einer großen Menge des Schmieröls mit hoher Temperatur erwärmt das Kühlmittel, das angesaugt wurde, wodurch eine Leistungsverminderung bewirkt wird. Wenn andererseits die Ölzuführöffnung zu klein ist, neigen Fremdkörper, wie z.B. Schlamm (Ölschlamm), dazu, die Ölzuführöffnung zu verstopfen und die Herstellung einer derartig kleinen Öffnung ist ebenfalls schwierig.
Insbesondere, wenn ein Kompressor Kohlendioxid (CO₂) als Kühlmittel verwendet, ist die Betriebsdruckdifferenz (die Differenz zwischen einem Auslassdruck und einem Ansaugdruck) groß (5 MPa oder größer), und daher ist es schwierig, die gegensätzlichen Anforderungen zu erfüllen.
In Anbetracht der bestehenden Probleme schlägt die DE-A-199 07 492 einen CO₂-Kompressor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor. Der Kompressor umfasst ein stationär verbleibendes festes Teil, ein relativ zu dem festen Teil gleitbares bewegbares Teil und einen intermittierend wirkenden Ölzuführmechanismus, bei dem ein Teil des Ölkanals zur Oberfläche des festen Teils mittels des bewegbaren Teils geöffnet oder geschlossen wird, wodurch das Schmieröl intermittierend unter Druck zu den zu schmierenden Teilen gelangt. Der intermittierend wirkende Ölzuführmechanismus liefert das Öl zu den eine Schmierung erfordernden Teilen durch Einstellen der Schmiermittelströmungsmenge ohne Verwendung irgendwel cher druckvermindernder Teile zur Verminderung der Größe des Schmiermittelströmungswegs. Unter anderem wird das Schmiermittel einem Radiallager einer Antriebswelle über einen kleinen Spalt zwischen der Lagerhalterung und der das Radiallager aufnehmenden zylindrischen Bohrung zugeführt. Obwohl der intermittierend wirkende Ölzuführmechanismus die wesentliche Schmierzeit verkürzt und die zugeführte Ölmenge begrenzt, besteht immer noch das Risiko, dass der Spalt zwischen der Lagerhalterung und der zylindrischen Bohrung die Strömung des Öls so begrenzt, dass der Ölweg verstopft.
Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der bestehenden Probleme entwickelt und es ist Aufgabe, das Verstopfen der Ölzuführöffnung durch Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, zu verhindern, und eine Leistungsverminderung aufgrund der Leckage des ausgegebenen Kühlmittels zu vermeiden, insbesondere wenn der Kompressor CO₂ als Kühlmittel verwendet.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Kompressor gemäß Anspruch 1 geschaffen. Gemäß der Erfindung begrenzt, wenn ein Schmieröl einer Schmierzielzone über eine Ölzuführöffnung zugeleitet wird, ein mit dem Auslass der Ölzuführöffnung in Verbindung stehender Strömungsmengenbegrenzungskanal die Strömung des Schmieröls, wodurch die Strömungsmenge vermindert wird. Der Kanal ist zwischen einer Zylinderbohrung und einem Teil ausgebildet, das sich in dieser Zylinderbohrung dreht oder hin- und herbewegt. Wenn Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, von der Ölzuführöffnung zu dem Kanal strömen, werden die Fremdkörper entsprechend aus dem Auslass der Ölzuführöffnung infolge der Relativbewegung des sich drehenden oder hin- und herbewegenden Teils herausbewegt.
Somit wird entsprechend der Erfindung das Verstopfen der Ölzuführöffnung durch Fremdkörper verhindert und eine Leistungsverminderung aufgrund der Leckage des ausgegebenen Kühlmittels kann ebenfalls vermieden werden.
Da der Kanal mittels eines Spaltes zwischen der Zylinderbohrung und des sich in der Zylinderbohrung drehenden oder hin- und herbewegenden Teils gebildet wird, kann der Kanal leichter als im Fall, in dem der Kanal durch Bohren ausgebildet wird, ausgebildet werden.
In diesem Fall sollte das zu der Schmierzielzone geleitete Schmieröl vorzugsweise Schmieröl sein, das von dem ausgegebenen Kühlmittel abgetrennt wurde, und sollte vorzugsweise durch die Druckdifferenz zwischen der Ausgabeseite und der Ansaugseite geleitet werden. Eine derartige Konfiguration ist besonders wirksam, wenn sie bei einem Kompressor verwendet wird, der Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet.
Wenn weiter ein Kanal durch den Spalt zwischen der Außenfläche eines sich drehenden Teils, das sich zusammen mit der Antriebswelle dreht, und der Innenfläche einer Zylinderbohrung, in der das sich drehende Teil angeordnet ist, gebildet wird, werden Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, der durch die Ölzuführöffnung einströmt, aus dem Auslass infolge der Drehung des sich drehenden Teils herausbewegt, wodurch das Verstopfen der Ölzuführöffnung verhindert wird, und die Leckage des ausgegebenen Kühlmittels vermieden wird, wodurch eine Leistungsverminderung vermieden wird.
In diesem Fall wird bevorzugt, eine Nut zum Herausbewegen von Fremdkörpern auf der Außenfläche des sich drehenden Teils vorzusehen, wobei die Nut zum Herausbewegen von Fremdkörpern intermittierend mit dem Auslass der Ölzuführöffnung in Verbindung steht. In einem derartigen Fall können, immer wenn die Nut dem Auslass der Ölzuführöffnung gegenüberliegt, Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, die durch die Ölzuführöffnung einströmen, eingefangen werden. Somit wird das Herausbewegen von Fremdkörpern, wie z.B. Schlamm, wirksam durchgeführt, wodurch es möglich ist, das Verstopfen der Ölzuführöffnung wirksam zu verhindern.
Wenn die Gleitfläche zwischen einem Kolben und einer Zylinderbohrung die Schmierzielzone ist, wird die Strömungsmenge des in die Gleitfläche über die Ölzuführöffnung strömenden Schmieröls durch den zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung gebildeten Kanal gesteuert. Wenn der Kolben sich in der Zylinderbohrung hin- und herbewegt, werden Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, durch Anhaften an dem Kolben oder zusammen mit dem Schmieröl bewegt. Diese Wirkung verhindert das Verstopfen der Ölzuführöffnung und unterdrückt eine Leckage des ausgegebenen Kühlmittels, wodurch eine Leistungsverminderung vermieden wird.
Weiter ist ein Absatz an der Grenze zwischen dem Spalt mit dem Kanal und dem Seitenspiel zwischen der Außenfläche des Kolbens und der Innenfläche der Zylinderbohrung vorgesehen. Dieser Absatz sollte vorzugsweise an einer Stelle vorgesehen sein, die den Auslass der Ölzuführöffnung kreuzt, wenn sich der Kolben in Richtung des unteren Totpunkts bewegt. Mit einer derartigen Ausgestaltung können Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, die durch die Ölzuführöffnung einströmen, von dem Auslass der Ölzuführöffnung durch den Absatz herausbewegt werden. Weiter wird bevorzugt, eine derartige Ausgestaltung zu verwenden, bei der der Absatz sich aus der Zylinderbohrung erstreckt, wenn sich der Kolben an dem unteren Totpunkt befindet. Hierdurch werden die eingefangenen Fremdkörper zuverlässig aus der Zylinderbohrung durch den Auslass der Ölzuführöffnung herausbewegt.
Der zwischen dem Kolben und der Zylinderbohrung gebildete Kanal sollte vorzugsweise eine Nut umfassen, die an der Außenfläche des Kolbens vorgesehen ist und sich in axialer Richtung erstreckt. Hierdurch kann der Kanal den Strömungswiderstand erhöhen, wodurch besser eine Leckage des ausgegebenen Kühlmittels vermindert wird. Die aus der Ölzuführöffnung herausbewegten Fremdkörper sollten vorzugsweise in eine Antriebskammer mit einem relativ großen Raum ausgegeben werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Kompressors gemäß der vorliegenden Ausführungsform;
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht zur Darstellung des sich drehenden Teils und der Ölzuführöffnung;
3 ist eine vergrößerte Ansicht einer Zone A in 1;
4 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Kompressors einer weiteren Ausführungsform; und
5 ist eine vergrößerte Ansicht einer Zone B in 4.
Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im weiteren unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 dargestellt, werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bei einem Taumelscheibenkompressor angewendet. Ein vorderes Gehäuse 2 ist mit dem vorderen Ende eines Zylinderblocks 1 verbunden, der einen Teil des äußeren Körpers des Kompressors umfasst; ein hinteres Gehäuse 5, in dem eine Saugkammer 3 und eine Auslasskammer 4 ausgebildet sind, ist mit dem hinteren Ende über eine Ventilplatte 6 verbunden.
Eine Antriebswelle 8, die mit einer Antriebsquelle verbunden ist, ist durch die Antriebskammer 7 im Inneren des vorderen Gehäuses 2 eingesetzt, und die Antriebswelle 8 wird drehbar von dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 2 über Radiallager 9 bzw. 10 gelagert. Eine Taumelscheibe 11 ist im Inneren der Antriebskammer 7 angeordnet und an der Antriebswelle 8 befestigt.
Der Zylinderblock 1 weist mehrere Zylinderbohrungen 12 auf, die in bestimmten Abständen in Umfangsrichtung angeordnet sind, und ein Kolben 13 ist gleitbar in jeder der Zylinderbohrungen 12 angeordnet. Das vordere Ende des Kolbens 13 erstreckt sich zu der Antriebskammer 7 und steht gleichzeitig mit der Taumelscheibe 11 über einen Schuh 14 in Eingriff.
Wenn sich die Antriebswelle 8 dreht, wird somit die Drehbewegung in eine lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens 13 über die Taumelscheibe 11 und den Schuh 14 umgewandelt. Infolge der Hin- und Herbewegungen des Kolbens 13 im Inneren der Zylinderbohrung 12 wird das Kühlmittel in der Saugkammer 3 in die Zylinderbohrung 12 über ein Ansaugventil (in der Figur nicht dargestellt) angesaugt und zu der Auslasskammer 4 über ein Auslassventil 15 komprimiert ausgegeben. Der obere Abschnitt von 1 zeigt den Kolben 13 an seinem oberen Totpunkt (Auslassbeendigungsposition), während der untere Abschnitt den Kolben 13 an dem unteren Totpunkt (Ansaugbeendigungsposition) zeigt.
Eine kreisförmige Öffnung 31, deren Enden sich zur Antriebskammer 7 öffnen, ist in der Wellenkernzone des Zylinderblocks 1 vorgesehen, und das Radiallager 10, das die Antriebswelle 8 lagert, als auch ein Drehteil 30, das weiter unten beschrieben wird, sind im Inneren der Zylinderbohrung 31 angeordnet, und weiter sind ein Druckteil 16 und eine Federscheibe 17 zum Drücken des hinteren Endes der Antriebswelle 8 nach vorne am Boden der Bohrung 31 angeordnet. Die Druckkraft der Federscheibe 17 wird von einem Drucklager 18 aufgenommen, das zwischen der Taumelscheibe 11 und dem vorderen Gehäuse 2 angeordnet ist.
Eine Kammer 19 ist in der Mitte des Zylinderblocks 1 vorgesehen, die der Ventilplatte 6 zugewandt ist, und die Kammer 19 steht mit der Auslasskammer 4 über einen ersten Auslasskanal 20 ungefähr im mittleren Abschnitt in vertikaler Richtung in Verbindung, und steht mit einem Kühlkreislauf, der ein äußerer Kreislauf ist, über einen zweiten Auslasskanal 21 an der Oberseite in Verbindung. Der erste Auslasskanal 20 ist durch eine Befestigung 22 zum Befestigen des Auslassventils 15 an der Ventilplatte 6 gebohrt.
Ein Zentrifugalölabscheider 23, der das Schmieröl von dem Hochdruckkühlmittelgas von dem Kühlkreislauf in der Kammer 19 abtrennt, ist im Inneren der Kammer 19 vorgesehen. Der Ölabscheider 23 besteht aus einem Grundteil 25, das eine Trennkammer 24 aufweist, die die Form einer kreisförmigen Öffnung mit einem Boden aufweist, und ein mit einem Flansch versehenes Gasführungsrohr 26 ist in dem Grundteil 25 eingebaut, so dass es konzentrisch vom oberen Öffnungsrand der Trennkammer 24 nach unten verläuft; eine durchgehende Bohrung 27, die eine Verbindung der Abscheidekammer 24 mit dem ersten Auslasskanal 20 ermöglicht, ist an der Seitenwand des Grundteils 25 vorgesehen. Die durchgehende Bohrung 27 öffnet sich fast tangential in Richtung des Inneren der Trennkammer 24.
Das zwangsweise zugeführte und in die Trennkammer 24 zusammen mit dem Kühlmittelgas zugeführte Schmieröl, das rings um das Gasführungsrohr 26 von dem ersten Auslasskanal 20 durch die durchgehende Bohrung 27 strömt, trifft mit dem Umfang der Wand der Trennkammer 24 infolge der Zentrifugalkraft zusammen und trennt sich gleichzeitig von dem Kühlmittel und fließt nach unten und wird am Boden der Kammer 19 gesammelt, indem es durch die am Boden der Trennkammer 24 vorgesehene durchgehende Bohrung 28 strömt.
Das ausgegebene Kühlmittel, von dem das Schmieröl abgetrennt wurde, wird dem Kühlkreislauf von dem Gasführungsrohr 26 über den zweiten Auslasskanal 21 zugeführt.
Wie in den 1, 2 und 3 dargestellt, ist in dem Zylinderblock 1 eine Ölzuführöffnung 29 zum Führen des im Inneren der Kammer 19 gesammelten Schmieröls zu dem Radiallager 10 der Antriebswelle 8 ausgebildet. Der Einlass der Ölzuführöffnung 29 öffnet sich am Boden der Kammer 19 und ihr Auslass 29a (siehe 2 und 3) öffnet sich am Teil der Innenfläche der Zylinderbohrung 31, die der Außenfläche eines Drehteils 30 gegenüberliegt.
Das Drehteil 30 ist benachbart zu dem Radiallager 10 angeordnet und ist mit der Breite flach auf das hintere Ende der Antriebswelle 8 aufgepasst (siehe 2) und dreht sich zusammen mit der Antriebswelle 8. Das Drehteil 8 ist in die Zylinderbohrung 31 im Zylinderblock 1 mit einem Spalt angeordnet und ein Ende des Spalts liegt der Seitenfläche des Radiallagers 10 gegenüber. D.h., wie in der Vergrößerungsansicht von 3 dargestellt, bildet der Spalt einen Kanal 32 zur Steuerung (Verminderung) der Strömungsmenge des Schmieröls, und die Ölzuführöffnung 29 steht mit dem Radiallager 10 der Antriebswelle 8 über den Kanal 32 in Verbindung. D.h. mit anderen Worten, der Kanal 32 ist so gebildet, dass die vom Umfang des Auslasses 29a und der Höhe des Kanals 32 bestimmte Zone (Spalt zwischen dem Drehteil 30 und der Zylinderbohrung 31) entscheidend kleiner, verglichen mit der Zone des Auslasses 29a der Ölzuführöffnung 29 ist. Auf diese Weise dient der Kanal 32 als ein Begrenzungskanal.
Eine einzige Nut 33, die sich in axialer Richtung zum wirksamen Herausbewegen von Fremdkörpern, wie z.B. Schlamm, erstreckt, ist auf der Außenfläche des Drehteils 30 ausgebildet. Ein Ende der Nut 33 öffnet sich in axialer Richtung zum Boden der Zylinderbohrung 31 und das andere Ende, das dem Radiallager 10 gegenüberliegt, ist geschlossen.
Der dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zugeordnete Kompressor ist wie oben aufgebaut. Wenn sich der mit der Taumelscheibe 11, die sich mit der Antriebswelle 8 dreht, verbundene Kolben 13 im Inneren der Zylinderbohrung 12 hin- und herbewegt, beginnt die Kompression, und das komprimierte Kühlmittelgas öffnet das Auslassventil 15 und wird in die Auslasskammer 4 ausgegeben, und wird dann zu dem ersten Auslasskanal 20 in die Kammer 19 geleitet. Das Schmieröl in dem Kühlmittelgas, das in die Kammer 19 geleitet wird, trennt sich bei der Zirkulation von dem Kühlmittelgas durch eine Zentrifugalkraft im Inneren der Trennkammer 24, strömt an der Wand der Trennkammer 24 infolge der Schwerkraft nach unten und sammelt sich durch die durchgehende Bohrung 28 am Boden der Kammer 19.
Wie mittels der Pfeile in 3 gezeigt, wird das im Inneren der Kammer 19 gesammelte Schmieröl von der Ölzuführöffnung 29 über den Kanal 32 zu dem Radiallager 10 der Antriebswelle 8 zwangsgeführt, das einen niedrigeren Druck als der Druck im Inneren der Kammer 19 (Auslassdruck) aufweist, und nach dem Schmieren des Radiallagers 10 wird es in die Antriebskammer 7 ausgegeben.
Während dieses Vorgangs wird die Strömungsmenge des Schmieröls, das von dem Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 herausströmt, von dem Kanal 32 zwischen der Außenfläche des Drehteils 30 und der Innenfläche der Zylinderbohrung 31 begrenzt. D.h., die Strömungsmenge des Schmieröls, das über die Zuführöffnung 29 ausgegeben wird, wird unter Verwendung der Querschnittsfläche des Kanals (Spalt) 32 als die minimale Drosselung begrenzt, wenn es zu dem Radiallager 10 strömt. Diese Auslegung kann eine Leckage des ausgegebenen Kühlmittels im Inneren der Kammer 19 zur Antriebskammer 7 über die Ölzuführöffnung 19 für das Schmieröl unterdrücken.
Wenn andererseits Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, durch die Ölzuführöffnung 29 einströmen, werden derartige Fremdkörper aus dem Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 infolge der Drehbewegung des Drehteils 30 herausbewegt. D.h., Fremdkörper, die in dem schmalen Kanal 32 von dem Auslass 29a unter Hochdruck haften, werden durch die Drehbewegung des Drehteils 30 bewegt und dann durch das Anhaften am Drehteil 30 oder durch den Kanal 32 zu dem Radiallager 10 zusammen mit dem Schmieröl bewegt. Dieses Herausbewegen verhindert ein Verstopfen durch Fremdkörper.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Nut 33, die sich in axialer Richtung erstreckt, auf der Außenfläche des Drehteils 30 ausgebildet, und dadurch, dass die Nut 33 in Abständen dem Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 gegenüberliegt, können Fremdkörper wirksam eingefangen und herausbewegt werden. Das Verstopfen der Ölzuführöffnung 29 wird somit verhindert, und man erhält eine ausgezeichnete Schmierung, indem ein Schmierölmangel verhindert wird, der durch eine verstopfte Öffnung bewirkt würde. Wenn das Volumen der in der Nut 33 eingefangenen Fremdkörper zunimmt, werden die Fremdkörper allmählich herausbewegt und am Boden der Zylinderbohrung 31 am offenen Ende der Nut 33 angesammelt. Hierbei wird verhindert, dass die Fremdkörper aus dem Radiallager 10 herausströmen, da das andere Ende der Nut 33 verschlossen ist.
Wie oben erläutert, kann gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Schmierölzuführsystem für das Radiallager 10 der Antriebswelle 8 ein Verstopfen der Ölzuführöffnung 29 durch Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, verhindert werden, wobei gleichzeitig eine Leistungsabnahme infolge einer Kühlmittelleckage durch Vermindern der Leckage des Kühlmittels vermieden wird.
Bei der vorliegenden Erfindung wird durch den Kanal 32, der mit dem Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 in Verbindung steht, die Durchflussmenge begrenzt, so dass der Öffnungsdurchmesser der Ölzuführöffnung 29 groß ausgeführt werden kann, wodurch das Bohren erleichtert wird. Da weiter der Kanal 32 den Spalt zwischen dem Drehteil 30 und der Zylinderbohrung 31 umfasst, kann die Herstellung gegenüber dem Fall vereinfacht werden, in dem der Kanal mittels Bohren ausgebildet wird.
Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform sind die Zylinderbohrung 12 und der Kolben 13, der sich in der Zylinderbohrung 12 hin- und herbewegt, die Schmierzielzone. Wie in den Figuren dargestellt, ist der Einlass der Ölzuführöffnung 29 in dem Zylinderblock 1 an der Bodenfläche des Ölabscheiders 23 geöffnet und der Auslass 29a ist an der Innenfläche der Zylinderbohrung 12 geöffnet.
Wie weiter in 5 dargestellt, schafft eine Nut einen Spalt bestimmter Größe von der Innenfläche der Zylinderbohrung 12 und ist auf der Außenfläche des Kolbens 13 an einer Stelle ausgebildet, die dem Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 gegenüberliegt. D.h., die Nut bildet einen Kanal 34 zur Begrenzung der Strömung des Schmieröls und der Kanal 34 wird so gebildet, dass die vom Umfang des Auslasses 29a und der Höhe des Ka nals 34 gebildete Zone (Abstand von der Innenfläche der Zylinderbohrung zu dem Boden des Spalts) bezeichnend kleiner, verglichen mit der Zone des Auslasses 29a der Ölzuführöffnung 29 ist. Auf diese Weise dient der Kanal 34 als Begrenzungskanal.
Der Kolben 13 ist in der Zylinderbohrung 12 mit einem minimalen Spalt C (im Folgenden als „Seitenspiel" bezeichnet) angeordnet, der für die Hin- und Herbewegungen erforderlich ist. Da der Spalt des Kanals 34 größer als das Seitenspiel C ist, wird ein Absatz 34a an der Grenze mit dem Seitenspiel C geschaffen. Der Absatz 34a ist so ausgelegt, dass er wirksam Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, aus dem Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 herausbewegt, und ist an einer Stelle vorgesehen, die mindestens den Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 kreuzt, wenn der Kolben 13 an dem unteren Totpunkt während des Saugvorgangs angeordnet ist, bei dem der Kolben 13 in Richtung der Antriebskammer 7 bewegt wird, und bei der vorliegenden Ausführungsform an der Stelle außerhalb der Zylinderbohrung 12 (die Stelle, die mittels einer gestrichelten Linien in 5 dargestellt ist) angeordnet, die optimal für das Herausbewegen der Fremdkörper angesehen wird.
Somit werden Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, die an dem schmalen Kanal 34 von dem Auslass 20a haften, durch die Hin- und Herbewegungen des Kolbens 13 durch Anhaften an dem Kolben 13 oder durch die Antriebswelle 7 mit dem Schmieröl in dem Kanal 34 herausbewegt. Dies verhindert ein Verstopfen mit Fremdkörpern. Weiter ist bei dieser Ausführungsform der Absatz 34a an bestimmten Stellen vorgesehen, so dass während des Saugvorgangs des Kolbens 13 der Absatz 34 Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, die am Auslass 29a der Ölzuführöffnung 29 haften kön nen, herausbewegt und wirksam zur Antriebskammer 7, die einen großen Raum aufweist, ausgegeben werden können. Die Strömungsmenge des Schmieröls, das von der Ölzuführöffnung 29 strömt, wird durch den Kanal 34 mit einer kleineren Querschnittsfläche als die der Ölzuführöffnung 29 begrenzt, so dass die Begrenzung der Strömungsmenge einen Austritt des ausgegebenen Kühlmittels verhindert, und das Schmieröl wirksam der Gleitfläche zwischen dem Kolben 13 und der Zylinderbohrung 12 zugeführt wird.
Gemäß dieser weiteren Ausführungsform, wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform, wird bei einem Schmierölversorgungssystem für die Gleitfläche zwischen dem Kolben 13 und der Zylinderbohrung 12 ein Verstopfen der Ölzuführöffnung 29 mittels Fremdkörpern, wie z.B. Schlamm, verhindert und gleichzeitig wird eine Leistungsverminderung infolge der Kühlmittelleckage vermieden, indem die Leckage des ausgegebenen Kühlmittels vermindert wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen begrenzt und kann nach Bedarf geändert werden, solange die Änderungen nicht von dem Umfang gemäß den beigefügten Ansprüchen abweichen.
Bei der Ausführungsform, bei der das Radiallager 10 das Schmierziel ist, ist beispielsweise die Nut 33 zum Herausbewegen an der äußeren Fläche des Drehteils 30 vorgesehen. Die Nut kann jedoch zahlenmäßig erhöht werden oder entfallen. Das Drehteil 30 kann ebenfalls einstückig mit der Antriebswelle 8 ausgebildet sein.
Bei der Ausführungsform, bei der die Gleitfläche zwischen dem Kolben 13 und der Zylinderbohrung 12 das Schmierziel darstellt, ist der Kanal 34 auf der Außenfläche des Kolbens 13 ausgebildet. Es kann jedoch ein Spalt rings um den gesamten Umfang des Kolbens vorgesehen sein, d.h., der Kanal 34 kann zwischen dem Kolben 13 und der Zylinderbohrung 12 durch Ausbilden einer Zone kleineren Durchmessers ausgebildet werden.
Auch bei der Ausführungsform, bei der die Gleitfläche zwischen dem Kolben 13 und der Zylinderbohrung 12 das Schmierziel darstellt, ist der Absatz 34a an dem Kolben 13 so ausgelegt, dass er wirksam Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, herausbewegt und ist an einer Stelle vorgesehen, die den Auslass 29 der Ölzuführöffnung 29 während der Hin- und Herbewegungen des Kolbens kreuzt, und bevorzugter an der Stelle außerhalb der Zylinderbohrung 12 vorgesehen. Der Absatz 34 ist jedoch nicht auf diese Stelle begrenzt und er kann an einer Stelle vorgesehen sein, die nicht den Auslass 29a kreuzt, wenn sich der Kolben 13 zu dem unteren Totpunkt bewegt. Ein derartiger Absatz 34a soll verhindern, dass Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, in Richtung des Kopfes des Kolbens 13 ausgegeben werden.
Weiter kann die Erfindung ebenfalls bei anderen Kompressoren zusätzlich zu den Taumelscheibenkompressoren in den Figuren verwendet werden und der Ölabscheider 23 ist nicht notwendigerweise auf einen Zentrifugalabscheider gemäß den Figuren begrenzt und andere Arten können ohne Probleme verwendet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben erläutert, kann die vorliegende Erfindung bei einem Kompressor das Verstopfen der Schmierölzuführöffnung mittels Fremdkörpern, wie z.B. Schlamm, verhindern und kann eine Leistungsverminderung infolge der Leckage des ausgegebenen Kühlmittels vermeiden.

Claims

Kompressor mit einer zu schmierenden Schmierzielzone (10; 12, 13), einer Ölzuführöffnung (29) zum Leiten des Schmieröls zu der Schmierzielzone und einem mit einem Auslass (29a) der Ölzuführöffnung (29) in Verbindung stehenden Strömungsbegrenzungskanal (32; 34) zur Begrenzung der Strömung des Schmieröls, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsbegrenzungskanal (32; 34) einen zwischen einer Zylinderbohrung (31; 12) und einem Teil (30; 13), das sich dreht oder in der Zylinderbohrung hin- und herbewegt, ausgebildeten Spalt umfasst und so ausgebildet ist, dass die vom Umfang des Auslasses (29a) und der Höhe des Kanals (32; 34) gebildete Zone verglichen mit der Zone des Auslasses (29a) kleiner ist, und Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, von dem Auslass (29a) infolge der Bewegung des sich drehenden oder hin- und herbewegenden Teils (30; 13) herausbewegt werden.
Kompressor nach Anspruch 1, der als Kolbenkompressor ausgebildet ist, wobei das Schmieröl von einem Kühlmittel abgetrennt wird und der Schmierzielzone (10; 12, 13) auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen einer Auslassseite und einer Ansaugseite des Kolbenkompressors zugeleitet wird.
Kompressor nach Anspruch 2, wobei das Kühlmittel Kohlendioxid ist.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kanal einen zwischen einer Außenfläche des an einer Antriebswelle (8) angeordneten Drehteils (30) und einer Innenfläche der Zylinderbohrung (31), die das Drehteil (30) drehbar lagert, ausgebildeten Spalt (32) umfasst.
Kompressor nach Anspruch 4, wobei die Außenfläche des Drehteils (30) eine Nut (33) zum Herausbewegen von Fremdkörpern aufweist, die intermittierend mit dem Auslass (29a) der Ölzuführöffnung (29) in Verbindung steht.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kanal einen zwischen einer Außenfläche eines Kolbens (13), der sich linear hin- und herbewegt, und einer Innenfläche der Zylinderbohrung (12), die den Kolben (13) gleitbar lagert, gebildeten Spalt (34) umfasst, und der Spalt (34) größer als ein zwischen der Außenfläche des Kolbens (13) und der Innenfläche der Zylinderbohrung (12) an einer Kopfseite des Kolbens (13) gebildetes Seitenspiel (C) ist, so dass ein Absatz (34a) an der Grenze zu dem Seitenspiel (C) ausgebildet wird.
Kompressor nach Anspruch 6, wobei der Absatz (34a) an einer Stelle vorgesehen ist, die den Auslass (29a) der Ölzuführöffnung (29) kreuzt, wenn sich der Kolben (13) in Richtung zu seinem unteren Totpunkt bewegt.
Kompressor nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Absatz (34a) sich von der Zylinderbohrung (12) nach außen erstreckt, wenn der Kolben (13) am unteren Totpunkt angeordnet ist.
Kompressor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Spalt mittels einer Nut gebildet wird, die auf einer Außenfläche des Kolbens (13) vorgesehen ist und sich in axialer Richtung erstreckt.
Kompressor nach Anspruch 9, wobei die von dem Auslass (29a) herausbewegten Fremdkörper, wie z.B. Schlamm, in eine Antriebskammer (7), die einem Basisende des Kolbens (13) zugewandt ist, ausgegeben werden.